بحث عن الكهرباء التيارية وخصائصها
بحث عن الكهرباء التيارية
تعريف الكهرباء
تعرف الطاقة الكهربائية على أنها ظاهرة فيزيائية تعمل عن طريق التحميل الكهربائي الموجود في جسم المادة، وتكون هذه التحميلات موجودة في العديد من الظواهر الطبيعية مثل البرق، وترتبط التدفئة الكهربائية والتصريفات الكهربائية بالتحميلات بشكل وثيق، ويتم إنتاج الكهرباء في الأجسام والظواهر المختلفة عن طريق حركة الإلكترونات والتحميل الكهربائي الموجود في المادة، مما يؤدي إلى تكوين مجال مغناطيسي ومجال كهربائي، وتنظم هذه العملية بواسطة قانون كولوم.
انواع التيار الكهربائي
- الطاقة الكهربية المتحركة: تنشأ هذه الطاقة عندما تقوم الإلكترونات بحركات سريعة في الموصلات الكهربائية، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي قوي.
- الطاقة الكهربية الساكنة: تتم إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة حركة الإلكترونات واحتكاكها، مما يؤدي إلى تراكمها وإنتاج شرارة وطاقة كهربائية يمكننا أن نشعر بها عند اللمس.
قانون كولوم الكهربائي
هناك العديد من الأنظمة التي تهتم بدراسة التيار الكهربائي وتوضيح النظريات المتعلقة به، وربما أشهر هذه الأنظمة هو قانون كولوم، حيث قام العالم الفرنسي تشارلز دي كولوم بإقرار قانون يشرح القوة الكهربائية وعلاقتها بالأجسام المشحونة، وتم تسمية هذا القانون باسم مكتشفه، ويشبه قانون كولوم قانون نيوتن الذي يشرح الجاذبية الأرضية، فأكد كولوم أن القوة الكهربائية والجاذبية الأرضية تتناقضان بمربع المسافة بين الأجسام، وأقر بأن الشحنة الكهربائية هي التي تحدد القوة الكهربائية داخل الجسم وليس كتلته.
كما أكد كولوم في قانونه أن الشحنة الكهربائية لها قيمة وتتنوع تلك القيم من الصفر والموجب والسالب، وشرح ذلك بأن الشحنة الكهربائية يمكن أن تكون سالبة بينما النواة الذرية إيجابية، وأكد كولوم أيضا أن هناك العديد من الخصائص التي تحدد قوة الطاقة الكهربائية داخل الشحنة، وفيما يلي سنعرض لكم تلك الخصائص.
خصائص الكهرباء التيارية
- خاصية التجاذب والتنافر: في هذه الخاصية، يحدث ترابط وتقارب بين الشحنات الموجبة المتنوعة والشحنات السالبة، مما يؤدي إلى ابتعاد الشحنات المتشابهة عن بعضها، فإذا كانت قيمة الشحنتين سالبة أو موجبة، فإنه يحدث احتكاك، وبالعكس إذا كانت الشحنات مختلفة واحدة سالبة والأخرى موجبة، فإنه يحدث جذب بينهما.
- خط التجاذب والتنافر: عملية جذب وتنافر الأجسام تحدث على طول الخط الذي يفصل بينهما.
- المسافة بين الشحنة والأخرى: يفسر قانون كولوم أن القوى تتناسب بطريقة عكسية وتتناقض مع مربع المسافة بين الشحنات، فكلما زاد مربع المسافة بين الشحنات، ضعف تأثير الجاذبية والاندفاع.
- قوة الشحنة الكهربية: يوضح قانون كولوم أن حجم القوة الكهربائية في الأجسام يتناسب مع قيمة الشحنة الكهربية، وتم تحديد وحدة الشحنة الكهربية بوحدة الكولوم، وإذا افترضنا أن هناك شحنتين موجبتين بقيمة الشحنة الأولى 0.1 كولوم والثانية 0.2 كولوم، فسيؤدي ذلك إلى ابتعاد الأجسام عن بعضها وتنافرها وفقا لتفسير القانون، وإذا قمنا بضرب القيمتين 0.1 * 0.2، ستنخفض قيمة الشحنات، مما يؤدي إلى تنافر الأجسام عن بعضها.